專題8影響化學反應速率的因素1．（2019·山東泰安）控制變量是實驗探究的重要方法。下列實驗設計不能達到實驗目的的是（）鐵片鐵片—10%鹽酸10%硫酸—鎂片CO210mL10mL水酒精50mL50mL冷水50mL熱水A．探究鐵、鎂金屬活動性強弱B．探究二氧化碳與水是否發生反應C．探究不同溶劑中物質溶解性大小D．探究溫度對分子運動快慢的影響【答案】A【解析】A中探究鐵、鎂的金屬活動性強弱時，所取酸的種類、濃度、體積和溫度等都需要相同，兩種金屬的質量、形狀等也需要相同。2．鐵與其他金屬的活動性強弱的探究。鐵、鋁、銅是日常生活中使用量最大的金屬，某化學興趣小組找到鐵、鋁、銅這三種金屬，進行以下實驗。（1）將這三種打磨光亮后如圖進行實驗，加入等體積相同濃度的稀鹽酸，以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷這三種金屬的活動性強弱，有同學認為不夠合理，理由是。（2）老師告訴興趣小組的成員，只要再找一種試劑，就可通過實驗操作和對應現象得出這三種金屬活動性強弱的順序，則下列三種試劑中符合要求的有（填字母）。A．稀硫酸B．硫酸鋁溶液C．硫酸亞鐵溶液【答案】（1）把鐵片改成鐵絲才能進行比較；（2）C【解析】（1）對照實驗的設計只允許有一個變量，金屬種類不同屬于變量，其它量相同，把鐵片改成鐵絲才能進行比較；（2）分別將銅絲和鋁絲插入硫酸亞鐵溶液中，銅不反應說明排在鐵后面，鋁能反應說明排在鐵的前邊。3．對比學習有利于發現事物的共性與個性．為探究酸的性質，同學們進行了如下實驗．實驗內容實驗現象分析與結論醋酸晶體試管內，醋酸溶液試管中鎂帶表面冒氣泡．酸的很多反應通常在水溶液中才能完成．（填“濃”或“稀”）硫酸使白紙炭化．即使是同種酸，由于不同，它們的性質不完全相同．兩試管中均產生不同的酸具有相似的性質，這是因為酸的組成中都含有（填符號）．E試管中產生，F試管中無明顯現象．不同的酸根會導致酸的“個性”差異．因此，可用氯化鋇溶液鑒別鹽酸和硫酸．洗試管時，小喬同學將C、F兩試管中的無色液體同時倒入一個潔凈的廢液缸，廢液缸中立刻冒氣泡并出現白色沉淀．請分析上述現象并回答：Ⅰ．廢液缸中產生氣體的化學方程式為。Ⅱ．廢液缸里最終產生的白色沉淀中一定有硫酸鋇，可能有（填化學式）。【答案】（1）無變化（2）濃；濃度（3）氣泡；H+（4）白色沉淀（5）Ⅰ、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；Ⅱ、BaCO3【解析】（1）圖1中，醋酸晶體試管內無變化，醋酸溶液試管中鎂帶表面冒氣泡；酸的很多反應通常在水溶液中才能完成；（2）圖2中，濃硫酸使白紙炭化，即使是同種酸，由于濃度不同，它們的揮發性大小不同；（3）圖3中，兩試管中均產生氣泡，不同的酸具有相似的性質，這是因為酸的組成中都含有氫離子；（4）圖4中，E試管中產生白色沉淀，F試管中無明顯現象，不同的酸根會導致酸的“個性”差異．因此，可用氯化鋇溶液鑒別鹽酸和硫酸；（5）將C、F兩試管中的無色液體同時倒入一個潔凈的廢液缸，廢液缸中立刻冒氣泡并出現白色沉淀，發生的反應是碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水和二氧化碳，硫酸鈉和氯化鋇反應生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉，碳酸鈉和氯化鋇反應生成碳酸鋇白色沉淀和氯化鈉，配平即可。4．小金為探究鐵制品銹蝕的條件，進行如下實驗：步驟1：利用圖甲所示裝置，將干燥的O2從導管a通入U形管（裝置氣密性良好，藥品如圖所示）；待U形管內充滿O2后，在導管b處連接一活塞推至底部的注射器收集20mLO2后在導管a處連接乳膠管并用止水夾夾緊，如圖乙所示。步驟2：一段時間后，觀察U形管內的鐵絲其現象如表所示。觀察對象現象①干燥的普通鐵絲沒有明顯變化②潮濕的普通鐵絲較多紅褐色銹斑③潮濕的純鐵絲沒有明顯變化（1）步驟1中，檢查U形管內是否已充滿O2的方法是。（2）鐵制品銹蝕的條件之一是需要O2，在此實驗中能支持此條件的證據是。（3）通過對比實驗現象，此實驗還可得出鐵制品銹蝕的條件是。【答案】（1）在b口放帶火星的木條，如果木條復燃，則裝滿氧氣（2）潮濕的普通鐵絲，通入氧氣后，有較多紅褐色銹斑；注射器中氧氣減少（3）水分和金屬的內部結構【解析】（1）步驟1中，檢查U形管內是否已充滿O2的方法是：在b口放帶火星的木條，如果木條復燃，則裝滿氧氣。（2）鐵制品銹蝕的條件之一是需要O2，在此實驗中能支持此條件的證據是：潮濕的普通鐵絲，通入氧氣后，有較多紅褐色銹斑；注射器中氧氣減少。（3）通過對比實驗現象，此實驗還可得出鐵制品銹蝕的條件是：水分和金屬的內部結構，因為“潮濕的純鐵絲”和“潮濕的普通鐵絲”的變量是“有無碳和其他雜質”。5．興趣小組借助如圖裝置（夾持裝置已略）及相關試劑粗略測量空氣中O2的體積百分數。（1）實驗前用砂紙打磨鐵釘至光亮的目的是除銹。（2）鐵生銹發生復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣和水反應生成氫氧化亞鐵，請寫出該反應的化學反應方程式。（3）已知試管剩余空間和導管的體積為20mL，導管截面積約為1cm2，充分反應后，形成穩定液柱時，讀取讀數為4.1cm，則空氣中氧氣的體積分數為%（保留小數點后一位）。（4）實驗時發現上述測量過程因反應較慢耗時較長，現對影響鐵生銹速率的因素作如下分析：【提出假設】假設一：溶液的酸堿度；假設二：NaC1溶液的濃度；請你再提出一種影響鐵生銹快慢的因素。假設三：。【實驗探究】借助上述實驗裝置，通過控制鐵釘用量等其他條件均相同時，調節溶液的pH獲得了如表實驗數據：pH2.05.56.06.57.08.0液柱高度（cm）00.64.14.14.14.1形成穩定液柱時間（min）3.03.05.15.315.617.5【實驗結論】根據實驗數據分析，為縮短實驗測定時間，pH的最佳范圍是；還可以采取何種方法進一步縮短實驗時間（答一條即可）。【實驗反思】當pH＝2時，沒有觀察到穩定液柱形成的原因是。【答案】（1）除銹（2）2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2（3）20.5（4）溫度【實驗結論】6.0～6.5；在較高的環境溫度下實驗【實驗反思】pH等于2時酸性較強，鐵與酸反應產生H2導致裝置內壓強較大。【解析】（1）鐵暴露在空氣中，容易生銹，形成變面的氧化物，所以實驗前進行打磨，已除去表面的氧化物，利于實驗進行。（2）反應物為鐵、氧氣和水，生成物為氫氧化亞鐵，書寫化學方程式注意配平即可；故答案為：2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2。（3）液柱上生的高度乘以導管橫截面積則是消耗氧氣的體積，所以氧氣體積＝1cm2×4.1cm＝4.1cm3＝4.1mL，所以氧氣體積分數=4.1mL（4）【提出假設】影響反應速率因素除了上述猜想外，如升高溫度，增加分子運動速率，利用反應進行，加快反應速率。【實驗結論】根據實驗數據可知，在pH為6.0到6.5之間時，形成穩定液柱的時間較短，所以最佳pH為6.0～6.5；加快反應進行的速度，可以提高溫度，因此可以在較高溫度下進行反應。【實驗反思】在pH＝2時，溶液酸性較強，鐵與酸反應生成了氫氣，試管內生成氣體增多，導致內部壓強增大，不會形成液柱。5.（2019·河北）興趣小組在課外實驗中意外發現：將鎂條放入Na2CO3溶液中，快速產生較多氣泡，有白色沉淀生成。小組同學對此進行了系列探究活動。探究l：反應產生的氣體是什么？【作出猜想】小組同學經查閱資料和討論，根據化學變化過程中元素不變，且反應物中含有_____________________三種元素，作出如下猜想：氫氣；②二氧化碳；③氫氣和二氧化碳。【實驗1】取適量鎂條、100mLNa2CO3：溶液于反應裝置A中，按圖21所示方案進行實驗。B中石灰水不變渾濁；C處氣體燃燒，燒杯內壁有水珠。說明猜想①正確。（1）反應裝置A應選用圖22中的________（填寫序號）。（2）小組同學討論認為，上述實驗中“燒杯內壁有水珠”作為“反應產生的氣體是氫氣”的證據不可靠。為使這一證據可靠，且仍能一次性地驗證三個猜想，只需在圖21所示方案的基礎上加以改進完善。你的改進方案是___________________________________________。探究Ⅱ：快速產生氣體的原因是什么？【查閱資料】鎂與水緩慢反應生成氫氣；Na2CO3溶液顯堿性，其溶液中除Na+、外，還有OH-。【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一種離子促進了鎂與水的反應。【實驗2】按圖23所示方案進行實驗。G、I中緩慢產生氣泡，H中快速產生較多氣泡，說明是而不是Na+、OH-促進了鎂與水的反應。（1)G中實驗的作用是________________。（2）試劑X是________________________。探究III：反應產生的白色沉淀中是否含有MgCO3？【實驗3】取實驗1反應生成的沉淀于試管中，加入試劑Y，根據實驗現象說明白色沉淀中含有MgCO3。試劑Y及實驗現象為__________________________________________________；該反應的化學方程式為___________________________________________________。反思交流：有些偉大的發現就是從異常現象中得到啟發，通過深入研究而實現的。【答案】探究Ⅰ【作出猜想】氫、碳、氧【實驗1】（1）A（2）在B、C裝置之間增加氣體干燥裝置探究Ⅱ【實驗2】（1）作為對比，證明鎂與水反應比較緩慢（2）氫氧化鈉探究Ⅲ【實驗3】試劑Y是稀鹽酸，加入稀鹽酸后，觀察到固體溶解且有氣泡產生MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑【解析】探究Ⅰ【作出猜想】根據題目信息，猜想可能產生的氣體有氫氣和二氧化碳，根據反應前后元素種類不變，反應前有鎂和碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液中含有碳酸鈉和水，結合氣體的組成，可知要填的三種元素是氫、碳、氧。【實驗1】（1）因為鎂條是固體，碳酸鈉溶液是液體，且反應不需要加熱，所以選擇固液常溫型裝置，結合加入的碳酸鈉溶液的體積，可知應該選擇容積較大的儀器作發生裝置，即選D。（2）因為反應前溶液中本就有水存在，反應產生氣體后會帶出部分水蒸氣，因此僅根據燒杯內壁有水珠還不能說明產生的氣體就是氫氣。要想驗證這一結論，并同時驗證其他猜想不正確，可在B、C之間增加一個干燥裝置，除去氣體中帶有的水蒸氣，排除水蒸氣的干擾即可。探究Ⅱ【實驗2】（1）G是用鎂條和水做實驗，目的是與H、I形成對比，證明只有水時鎂條反應緩慢。（2）根據實驗2的結論“說明是CO32-而不是Na+、OH-促進了鎂與水的反應”，可知I實驗是驗證有Na+、OH-時鎂與水反應是否加快，所以X中須含有Na+、OH-，即X是NaOH。探究Ⅲ【實驗3】根據質量守恒定律，鎂與水反應生成氫氣和氫氧化鎂，若要證明沉淀中有碳酸鎂，可選擇加酸的方法。如取實驗1反應生成的沉淀于試管中，加入稀鹽酸，若觀察到沉淀溶解且有氣泡產生，則可說明沉淀中含有碳酸鎂。鹽酸與碳酸鎂反應的化學方程式為MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑。6．（2019·北京）如圖“黑面包”實驗中，蔗糖（C12H22O11）變黑，體積膨脹,變成疏松的炭，放出有刺激性氣味的氣體。【提出問題】改變糖的種類、濃硫酸的體積、水的滴數和溫度是否會影響實驗效果呢?【進行實驗】分別取5g糖粉進行實驗，根據前2min的現象對實驗效果進行評分，記錄如下：表1實驗記錄實驗糖濃硫酸體積/mL水的滴數溫度/℃效果得分1蔗糖4522652蔗糖51030813蔗糖61550934冰糖41050915冰糖51522886冰糖a530757葡萄糖4153008葡萄糖555009葡萄糖610220【處理數據】分析表1，計算效果得分均值，結果如下：表2 效果得分均值因素糖濃硫酸體積/mL水的滴數溫度/℃蔗糖冰糖葡萄糖45651015223050均值79.784.7052.056.356.046.757.360.351.052.061.3依據均值推斷最佳實驗方案，均值越高，效果越好。【解釋與結論】（1）蔗糖變成黑色的炭，發生了_____________（填“物理”或“化學”）變化。（2）推測放出的氣體含SO2，從元素守恒角度說明理由：________________________________。（3）實驗6中，a為_____________mL。（4）根據表2推斷，“黑面包”實驗最好選擇5g冰糖、5mL濃硫酸、_____滴水和50℃【反思與評價】（5）表2中，22℃對應的均值為51.0，計算該值所依據的3個數據分別是________________________________。（6）綜合分析，使實驗3的效果得分高于實驗4的因素有________________________________。【答案】（1）化學（2）濃硫酸中有硫元素和氧元素，蔗糖中含有氧元素，則生成物中也會有硫元素和氧元素（3）6 （4）15 （5）65，88，0 （6）濃硫酸的體積和水的滴數【解析】（1）蔗糖變成黑色的炭，產生新物質屬于化學變化；（2）根據質量守恒定律，在化學反應前后元素的種類沒有發生變化，由于濃硫酸中有硫元素和氧元素，蔗糖中含有氧元素，則生成物中也會有硫元素和氧元素，所以生成的氣體含有SO2；（3）分析題中在蔗糖、冰糖、葡萄糖滴入的濃硫酸的體積可知，a=6；（4）分析表2數據可知5g糖粉中冰糖效果最好，濃硫酸體積為5mL，效果最好，水的滴數為15，效果最好，溫度為50℃，效果最好；綜上所述應選擇50℃時，5g冰糖，5mL濃硫酸，15滴水來進行實驗效果最好；（5）通過查閱表1可以得出22℃時，三個實驗的效果值為65，88，0；（6）分析表中數據，實驗3和實驗4濃硫酸的體積和水的滴數不同，造成效果不同，所以使實驗3的效果得分高于實驗4的因素有濃硫酸的體積和水的滴數。7．老師的指導下進行“模擬酸雨形成”的相關實驗。【聯想與實驗】模仿二氧化碳與水反應進行如圖一所示實驗：【問題與猜想】亞硫酸不穩定，為什么紅色液體微熱后不變為紫色？其原因可能為：猜想1.加熱不夠充分猜想2.與空氣中氮氣有關猜想3.與空氣中氧氣有關【探究與驗證】填寫表格中的空格。編號操作現象結論1將圖一中紅色液體繼續加熱至沸騰仍為紅色猜想1不正確2如圖二所示，先通入適量SO2，然后用酒精燈微熱先變紅后變紫猜想2不正確3如圖二所示，先通入適量SO2，再改通入氮氣，最后用酒精燈微熱4如圖二所示，先通入適量SO2，再改通入，最后用酒精燈微熱猜想3成立【分析與結論】紅色液體微熱后不變為紫色的原因是：H2SO3在空氣中會被氧化成另一種酸，進一步實驗證明是硫酸。【應用與拓展】收集某硫酸廠（生產過程中產生SO2）附近剛降到地面的雨水水樣，用pH計測得每隔十分鐘數據如下表：測定時間5：055：155：255：355：45pH4.954.944.864.854.85（1）分析表中數據，5：15至5：25時間段內水樣中主要酸性溶質有；（2）實驗社團提出一種處理廢氣的方案如右圖，利用CaCO3粉末、空氣為原料在高溫下吸收SO2，寫出該反應的化學方程式：。【答案】【探究與驗證】先變紅后變紫氧氣先變紅，后仍為紅色【應用與拓展】（1）H2SO3和H2SO4（2）2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2【解析】【探究與驗證】猜想2不正確，說明加熱后溶液不變紫色與氮氣無關，所以實驗3的現象與實驗2的相同，即先變紅，后變成紫色；猜想3正確，說明加熱溶液不變此色與氧氣有關，所以通入二氧化硫后，應該再通入氧氣，最后用酒精燈微熱，可觀察到溶液變紅色，且加熱后仍然顯紅色。【應用與拓展】（1）根據表中數據，雨水的pH隨時間變化逐漸減小，說明酸性增強，直至放置30分鐘后才穩定，5：15至5：25時間段內水樣酸性正增強，所以水樣中的酸性溶質主要有硫酸和亞硫酸（H2SO4和H2SO3）。（2）廢氣處理方案是利用碳酸鈣、氧氣將二氧化硫轉化為硫酸鈣，同時生成二氧化碳，反應的化學方程式為2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2。9．（2019?威山東海）探究辨真偽如圖7，用一次性塑料水杯盛鮮榨果汁時，常用帶皮檸檬片作裝飾。網上傳言，檸檬皮可以溶解這種水杯中的聚苯乙烯，危害人體健康，這種說法是真的嗎?為了查明真相，小東用泡沫飯盒(主要成分是聚苯乙烯)和檸檬皮進行探究.(1)探究一:檸檬皮真的能溶解聚苯乙烯嗎?進行實驗：將檸檬皮研磨成醬，取一匙涂在泡沫飯盒上，2分鐘后飯盒光滑的表面變得凹凸不平，5分鐘后凹凸更加明顯，10分鐘后出現很多小孔.結論與解釋：檸檬皮中含有檸檬烯(C10H16)，檸檬烯是一種(填“有機”或“無機”)______________溶劑，可以溶解聚苯乙烯。反思交流：用一次性塑料水杯喝水時，聚苯乙烯不會進入人體，放了帶皮檸檬片后，聚苯乙烯會被溶解而進入人體，這說明物質的溶解性與_____________有關。一次性泡沫飯盒、一次性塑料水杯隨意丟棄造成的環境問題被稱為______________，果汁加工廠的大量檸檬皮被丟棄浪費，對此你有什么建議_____________________________。(2)探究二:酸性、堿性溶液對檸檬皮溶解聚苯乙烯有影響嗎?實臉用品:泡沫飯盒、檸檬皮醬、食醋、純堿溶液、食鹽水、水.查閱資料:酸性溶液、堿性溶液均不能溶解聚苯乙烯.進行實驗:①取一匙檸檬皮醬，與2mL水混合均勻后涂在泡沫飯盒上；②取一匙檸檸檬皮醬，與2mL(寫溶質化學式)_______混合均勻后涂在泡沫飯盒上；③取一匙檸檬皮醬，與2mL(寫溶質化學式)_____________混合均勻后涂在泡沫飯盒上。該實驗方案中采用了對照實驗的方法，請指出其中的對照實驗(填實驗編號):第一組對照實驗_____________，第二組對照實驗____________________。5分鐘后觀察到三個泡沫飯盒表面的凹凸程度幾乎相同，實驗結論為____________________。(3)探究三:溫度對檸檬皮溶解聚苯乙烯有影響嗎?請將下表填寫完整(檸檬皮中的成分在實驗溫度下性質穩定)。實驗步驟實驗現象實驗結論溫度越高，越不利于檸檬皮醬溶解聚苯乙烯解釋實驗結論：_____________________________。【答案】(1)有機溶劑的種類(或濟劑的性從)自色污染可以用檸檬皮處理一次性泡沫飯盒、一次性塑料水杯以減少自色污染(合理即可)(2)CH3COOH(或Na2CO3)Na2CO3(或CH3COOH)①②(或①③)、①③(或①②)酸性、堿性溶液對檸檬皮溶解聚苯乙烯沒有影響(3)實驗步驟實驗現象實驗結論分別取兩匙檸檬皮醬，一份加熱.一份不加熱，分別涂在泡沫飯盒上，2分鐘后觀察現象涂加熱檸檬皮醬的泡沫飯盒凹凸不明顯，涂不加熱擰檬皮醬的泡沫飯盒凹凸明顯溫度越高，聚苯乙烯在檸檬烯(或檸檬皮醬)中的溶解度越小【解析】(1)檸檬烯中含有碳元素，是有機物，物質的溶解性大小影響因素主要是溶質和溶劑的種類，